计算机系统基础第一章

计算机系统概述

冯诺依曼计算机结构的主要特点:

  1. 计算机由运算器、控制器、存储器、输入输出设备五大部分组成

  2. 指令和数据用二进制表示

  3. 指令和数据放在存储器中,按地址访问

  4. 指令由操作码和地址吗组成,操作码指定操作类型,地址码指定操作数地质

  5. 按“存储程序”方式进行工作

计算机硬件的基本组成和功能

  • 运算器进行各种算术逻辑运算

  • 控制器用来对指令进行译码并送出操作控制信号

  • 存储器存放数据和指令

  • 输入输出设备用来实现计算机和用户之间的信息交换

计算机系统的层次结构

  • 计算机系统分为软件和硬件,软件和硬件的界面是指令集体系结构(ISA)

  • 从高到低分为应用软件、系统软件、硬件三个层次

  • 不同计算机用户在不同层次

    从高到低分为应用程序级(最终用户)、高级语言虚拟机级(高级语言程序员)、汇编语言虚拟机级(汇编语言程序员)、操作系统虚拟机级(系统管理员)、机器语言机器级(机器语言程序员)

程序开发和执行的过程

  1. 某种语言编制源程序

  2. 用语言处理程序(编译程序或汇编程序)将源程序翻译成机器语言目标程序

  3. 启动目标程序执行时,操作系统将指令和数据装入内存,从第一条指令开始执行

  4. 每条指令执行过程为:取指令、指令译码、取操作数、运算、送结果、PC指向下一条指令

  5. 可执行程序由若干条指令组成,CPU周而复始执行一条一条指令,直到程序所含指令全部执行完为止

各种性能参数之间的关系

  • 时钟周期和始终频率互为倒数

  • CPU执行时间=CPU时钟周期数*时钟周期

  • CPU时钟周期数=程序所含指令条数*程序的CPI

  • CPI:执行一条指令所需时钟周期数

基本术语解释

  • 系统软件:介于计算机硬件和应用程序之间的各种软件,包括操作系统,语言处理系统,数据库管理系统等

  • 响应时间(response time):从作业开始到作业完成时间

  • 吞吐率(throughput):在一定时间内完成的工作量

  • 计算机执行指令每一步都要有相遇的控制信号控制,CPU的主脉冲信号,其传毒就是时钟周期

  • CPI(cycle per instruction):执行一条指令所需的平均时钟周期个数

  • MIPS(Million Instruction Per Second):每秒执行多少百万条指令

  • 峰值MIPS:选取一组指令组合,使得平均CPI最小

 

posted @ 2020-12-26 16:22  inss!w!  阅读(226)  评论(0编辑  收藏  举报